2024-2025学年江苏省扬州市高二（下）期末检测物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.大量实验证明电子、质子等实物粒子都具有波动性一质子的质量为，其德布罗意波长为，普朗克常量为，真空中的光速为，则该质子的动量为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，一根通电导线弯折后固定在匀强磁场中，与磁感线垂直，则导线、所受安培力大小之比及方向为( )
A. 相同 B. 相反 C. 相同 D. 相反
3.分子间作用力与两分子间距离的关系如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，乙分子仅在分子力作用下依次经过、、、，此过程中乙分子速度( )
A. 在点最大 B. 在点最小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
4.碳化硅是一种第三代半导体材料，解决了大尺寸晶体制备的难题，其晶体结构与金刚石相似，硬度非常高碳化硅( )
A. 有良好的导电性 B. 熔化过程温度升高
C. 原子呈无规则排列 D. 原子间的作用力很强
5.如图为粒子散射的实验装置示意图，实验观测发现，有少数粒子发生了大角度偏转，说明( )
A. 粒子跟电子发生了碰撞 B. 金原子核内部有复杂结构
C. 金原子中有带正电的原子核 D. 粒子受到金原子核库仑引力
6.一正弦式交变电流的电流随时间变化的规律如图所示，则它的表达式为( )
A. B.
C. D.
7.一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。如图所示，液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，指示灯不亮。如图所示，当液体减少、热敏电阻露出液面时，指示灯亮。与图相比，图中热敏电阻( )
A. 温度较低，电阻较小 B. 温度较低，电阻较大
C. 温度较高，电阻较小 D. 温度较高，电阻较大
8.金属探测仪内部电路可简化为如图所示的振荡电路，电容器下极板带电荷量随时间的变化规律如图所示，则图对应的时刻在下列哪个时段中( )
A. B. C. D.
9.年月日，我国新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大突破，首次实现原子核温度亿度、电子温度亿度，其核反应方程为，、、和的质量分别为、、和，真空中的光速为，则( )
A. 是质子
B. 该核反应类型是衰变
C. 一次核反应释放的能量为
D. 的比结合能为
10.如图所示，线圈的自感系数足够大，时刻闭合开关，电路稳定后，线圈中电流小于电阻的电流。在时刻断开开关，电阻中电流随时间变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
11.阿斯顿用质谱仪发现了氖和氖，证实了同位素的存在。如图所示，大量氖和氖原子核从容器下方的狭缝飘入初速度为零电场区，经电场加速后通过狭缝、垂直于磁场边界射入匀强磁场，最终到达照相底片上。加速电场电压变化范围是，氖和氖打在照相底片上的区域恰好不重叠，则( )
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共2小题，共10分。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中。
将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，测得的油酸酒精溶液有滴，现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积约为。由此估算出油酸分子的直径为_____结果保留位有效数字。
实验小组为了节省实验时间，甲同学用一只注射器测一滴油酸酒精溶液的体积，同时乙同学用另一只针管更粗的注射器，滴一滴溶液在水面上测量油膜的面积。如此合作，对油酸分子直径测量结果的影响是_____选填“无影响”“偏大”或“偏小”。
13.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中
为了保证安全，测副线圈两端电压时，先将多用电表的选择开关置于图中_____选填“”“”“”或“”位置试测，再选用适当的挡位进行测量。
某次实验情景如图所示，原线圈“”“”间输入电压为时，测得副线圈“”“”间电压为；当输入电压为时，副线圈两端电压可能为______。
A.
变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的目的是_____。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
14.如图是研究光电效应的实验电路图，阴极金属的逸出功为。如图是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射阴极。
求氢原子跃迁发出的频率最大的光子的能量；
若图中电压表示数为，求光电子到达阳极的最大动能。
15.如图所示，一定质量的理想气体从状态经过状态到达状态，气体在状态、时的体积分别是，。
求气体在状态时的压强；
过程，气体吸收热量，求此过程中气体内能的增量。
16.如图所示，有一边长为、电阻为的正方形导线框从某高处自由下落，时刻边进入匀强磁场时速度为，匀强磁场区域宽度为，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，边穿出磁场前已经做匀速运动。已知导线框质量为，重力加速度为。
求导线框刚进入磁场时感应电流的大小以及边中电流的方向；
若边离开磁场时速度也为，求：
导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热；
请在图中定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像。
17.如图所示，在坐标系中，区域内有沿轴负方向的匀强电场，在的区域内有沿轴负方向的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子从坐标为的点以初速度沿轴负方向开始运动，粒子恰能从坐标原点进入磁场，且此后粒子始终能通过点，不计粒子所受重力。
求电场强度的大小；
求磁感应强度的大小；
若撤去电场，在区域内加上沿轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小也为。时刻粒子从点以初速度沿轴负方向开始运动，求时粒子的位置坐标。
答案解析
1.【答案】
【解析】由可知D正确，故选D
2.【答案】
【解析】安培力为垂直磁场的有效长度，段的有效长度为，与段的长度相等，故两导线所受安培，与电流方向不同，由左手定则可得安培力方向相反，
故选B。
3.【答案】
【解析】乙分子仅在分子力作用下依次经过、、、，甲乙两分子间的作用力由引力变为斥力，先做加速运动再做减速运动，所以乙分子的速度先增大后减小，
故选D
4.【答案】
【解析】碳化硅的晶体结构与金刚石相似，硬度非常高，微观表现为原子间的作用力很强
5.【答案】
【解析】A.粒子散射实验中，少数粒子发生了大角度偏转不可能是由电子造成的，电子的质量只有粒子的，它与粒子碰撞时对粒子的影响就像灰尘对子弹的影响，完全可以忽略，故A错误；
．粒子散射实验说明金原子内部有复杂的结构，占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的范围内，即原子核，原子核使粒子在经过时受到很强的库仑斥力，使其发生大角度的偏转，故C正确，BD错误。
6.【答案】
【解析】解：、由图，可知电流的峰值为：，周期为，故CD错误；
、根据周期与角速度关系，可得角速度为：，结合时的电流值为最大值，即可知相位为，
即电流表达式为：，故A正确，B错误。
故选：。
由图，可知电流的峰值、周期；根据周期与角速度关系，结合时的电流值，即可知相位。
本题考查交流电的表达式，关键是根据特殊点时刻的电流值，得到相位和峰值。
7.【答案】
【解析】如图所示，若给热敏电阻通以一定电流时，热敏电阻会产生热量，当液面高于热敏电阻时，热敏电阻的热量会被液体带走，温度基本不变，热敏电阻阻值较大，电流较小，故指示灯不亮；如图所示，当液体减少，液面低于热敏电阻时，热敏电阻温度升高，阻值减小，电流增大，故指示灯亮，就显示出报警信号，所以与图相比，图中热敏电阻温度较高，电阻较小。
故选C。
8.【答案】
【解析】由图可知电容器中场强向上，电容器下极板带正电，根据楞次定律和右手螺旋定则可知电容器下极板电荷量在增加，此时正在对电容器充电，根据能量守恒可知，磁场能在减小，回路电流减小， 图像斜率减小。
故选A。
9.【答案】
【解析】A.电荷数和质量数守恒可得是中子，A错误
B.该核反应属于核聚变，B错误
C.根据质能方程，一次核反应释放的能量为，C正确
D.比结合能是原子核的结合能与核子数的比值，该反应释放的能量并非只是氦核的结合能，故不能用该核反应释放的能量来计算比结合能，故D错误
故选C。
10.【答案】
【解析】在 时刻闭合开关时，电阻的电流瞬间达到最大；而线圈产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流也逐渐增大；根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压将逐渐减小，所以流过电阻的电流逐渐减小，逐渐达到稳定； 时刻断开开关，原来通过电阻的电流立即消失，线圈中产生自感电动势，产生的感应电流流过电阻，其方向与开始时流过电阻的电流方向相反，此时回路中电流慢慢减小为零。
故选B。
11.【答案】
【解析】经过加速电场之后，由动能定理可得
进入磁场之后，由洛伦兹力提供向心力
联立可得
氖的相对原子质量较大，运动半径较大，结合题目可得最小运动半径
氖的相对原子质量较小，运动半径较小，结合题目可得最大运动半径
若氖和氖打在照相底片上的区域恰好不重叠，则有 ，代入解得
故选B。
12.【答案】
偏小
【解析】一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
由于乙同学用另一只针管更粗的注射器，可知乙同学滴一滴溶液的体积更大，导致实际滴入的纯油酸体积偏大，而计算时仍用甲测量的较小体积，根据 可知油酸分子直径测量值偏小。
13.【答案】
增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率
【解析】在测量电压时，应选择较高的电压量程进行试测，以避免因量程过小导致损坏多用电表，因此开关应置于挡，故选B；
根据理想变压器电压与匝数的关系，可得
则输入电压为时，副线圈两端电压可能为
因实验误差的存在，副线圈电压可能在附近波动，故C正确，ABD错误，故选C；
变压器铁芯设计成相互绝缘的薄硅钢片平行叠压，是为了增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率
14.【答案】从能级跃迁到能级辐射的光子的频率最大，则有
解得
从极逸出的光电子的最大动能：
由动能定理得
解得光电子到达极的最大动能为
【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】 气体发生等温变化，则有
解得
由图像得 ， 等压膨胀，有
根据热力学第一定律可得
解得
【解析】详细解答和解析过程见答案
16.【答案】根据法拉第电磁感应定律，有
可得导线框刚进入磁场时感应电流的大小
由右手定则判断知感应电流方向向左
对导线框穿越匀强磁场的整个过程中，初末位置导线框动能相等。由能量守恒定律得
即
可得导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热
因边离开磁场时速度与边进入匀强磁场时速度均为，且边穿出磁场前已经做匀速运动，所以边进入磁场时刚好做匀速运动，则可知线框进入磁场时，安培力与重力平衡；完全进入磁场后，只受重力，线框做自由落体运动；线框边刚出磁场时，由于安培力大于重力，根据牛顿第二定律可知线框做加速度逐渐减小的减速运动，直到边匀速，最后穿出磁场。可定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像如图所示
【解析】详细解答和解析过程见答案
17.【答案】粒子从运动到过程，做匀变速曲线运动，可得 ，
联立解得
粒子始终能通过点，则粒子从点出发，先后经过匀变速曲线运动、匀速圆周运动、匀变速曲线运动回到点，此后粒子做周期性运动，轨迹如图所示
粒子经过点时，有 ，
夹角，粒子做圆周运动 得
由图可知
联立解得
粒子在两个磁场区域内，有 ，
粒子运动轨迹如图所示， 时的位置坐标 ， ，
即 时粒子位置坐标为 。
【解析】详细解答和解析过程见答案
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